Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochwertige Molkenproteine für Nahrungsmittel

17.01.2014
Bei der Käseherstellung anfallende Molke enthält wertvolle Proteine, die bisher häufig noch ungenutzt bleiben.

Wie sich hochwertige Molkenproteine mithilfe eines neuen Elektromembranverfahrens für die Ernährung gewinnen lassen, untersuchen die Universität Hohenheim und das Fraunhofer IGB in dem von der EU geförderten Projekt Whey2Food mit Partnern aus der Industrie.


Die bei der Käseherstellung als Reststoff anfallende Molke enthält wertvolle Proteine. Im Projekt Whey2Food sollen sie für den Einsatz in Nahrungsmittel selektiv angereichert werden.

© Universität Hohenheim

Bei der Herstellung von Käse und Kasein fallen große Mengen Molke an. 81 Mio Tonnen pro Jahr kommen allein in der EU an dem wässrigen Reststoff zusammen. Etwa 40 Prozent davon werden bereits heute über Filtration zu Molkekonzentrat und weiter zu verschiedensten Molkenprodukten verarbeitet. Der größte Teil der Molke allerdings bleibt immer noch ungenutzt. Dabei enthält Molke neben Milchzucker und Mineralstoffen vor allem wertvolle Milchproteine.

»Als natürliche Bindemittel und Emulgatoren könnten die Proteine in der Lebensmittelindustrie Verwendung finden«, beschreibt Dr. Ana Lucia Vasquez, die das Projekt am IGB leitet, das wirtschaftliche Potenzial und Ziel des neuen Projekts. »Ebenso geeignet sind sie zur funktionellen Nahrungsergänzung z. B. in Säuglingsnahrung oder als Proteinquelle in Sportler-Drinks«, weiß die Expertin.

Für diese Anwendungen müssen die Proteine aus der Molke aber zunächst aufgereinigt werden. Zwar gibt es bereits Ansätze, spezifische Milchproteine, beispielsweise das antithrombogene Caseinmakropeptid, aus Molke zu gewinnen. Die dabei zum Einsatz kommenden chromatografischen Verfahren sind jedoch aufwendig und eignen sich nicht für einen hohen Durchsatz. Molkekonzentrat wird über Ultrafiltration gewonnen. Bei diesem Verfahren passieren die kleinen Moleküle der Molke – Wasser, Mineralstoffe und Milchzucker – die Poren einer Membran, während Proteine zurückgehalten werden. Allerdings werden die Proteine dabei nur in ihrer Gesamtheit konzentriert, nicht aber nach funktionellen Proteinfraktionen abgetrennt. Zudem lagern sich auf den Membranen schnell Rückstände ab. Dieses Fouling verschlechtert die Filtrationsleistung, so dass die Membranen häufig gereinigt werden müssen.

Um Proteine selektiv anzureichern und sie entsprechend ihrer ernährungsphysiologischen oder technologisch-funktionellen Eigenschaften Lebensmitteln zuzusetzen, will das Projekt Whey2Food ein an der Universität Hohenheim entwickeltes Elektromembranverfahren weiterentwickeln. »Das Verfahren kombiniert die Druckfiltration durch eine poröse Membran mit einem elektrischen Feld. Die Proteine werden dabei nicht nur nach ihrer Größe, sondern gleichzeitig auch nach ihrer Ladung aufgetrennt«, erläutert Vasquez. Im Vergleich zur Ultrafiltration erhöht dies die Ausbeute und reduziert den Reinigungsaufwand. »In Vorversuchen konnten wir zeigen, dass sich mithilfe des Elektromembranverfahrens Peptide oder Proteinfragmente wie Caseinmakropeptid von zwei weiteren typischen Molkenproteinen, alpha-Lactalbumin und beta-Lactoglobulin, abtrennen lassen«, sagt Professor Dr.-Ing. Jörg Hinrichs vom Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie der Universität Hohenheim.

Nun wollen die Forscher das Verfahren für industriell relevante Mengen und nach den für Lebensmittelunternehmen vorgeschriebenen Hygiene- und Reinigungsstandards optimieren. »Mit einer automatisierten Pilotanlage werden wir das Verfahren dann im kontinuierlichen Betrieb bei unseren Projektpartnern Rovita und Schwarzwaldmilch unter realen Bedingungen testen«, so Vasquez. Ein weiterer Vorteil des Elektromembranverfahrens ist ein reduziertes Fouling. Damit sinken die Betriebskosten und der Energieverbrauch.

Das Projekt »Whey2Food – Enhanced protein fractionation from protein sources for their use in special food applications« wird seit dem 1. November 2013 im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gefördert (Grant Agreement No. 605807). Die deutschen Forschungspartner Fraunhofer IGB und Universität Hohenheim sowie die belgische VITO entwickeln das Verfahren gemeinsam mit einem europäischen Firmenkonsortium.

Dr. Claudia Vorbeck | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.igb.fraunhofer.de
http://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2014/whey2food.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile
19.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Löschwasser mobil und kosteneffizient reinigen
18.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise